在金格斯皇家中学表现出色,但由于家庭经济困难,母亲还是决定让他停学回家务农,赡养家庭。牛顿虽然顺从了母亲的安排,但内心依然渴望学习。他一有机会便埋头书卷,经常忘记干活。每次母亲派他和佣人一起去市场,熟悉做生意的技巧时,他总是恳求佣人独自去市场,自己则躲在树丛后看书。有一次,牛顿在暴风雨中跑来跑去测验风力,全身湿透,母亲见状惊呆了,担心他真的疯了。在舅父的劝说下,母亲终于同意牛顿继续上学。
1661年6月3日,18岁的牛顿从金格斯皇家中学毕业,考入了剑桥大学三一学院。在剑桥大学,牛顿的学习环境发生了显着变化。当时的三一学院仍然以亚里士多德的学说为基础进行教学,但牛顿对这种传统教育方式并不满意。幸运的是,他在三年级时遇到了一位对他的学术生涯产生重大影响的导师——伊萨克·巴罗教授。巴罗教授是英国第一位获得“卢卡斯数学教授席位”的学者,他将哥白尼、开普勒、伽利略和笛卡儿的近代自然科学理论和研究方法传授给学生。巴罗教授很快发现了牛顿的天赋,举荐他为研究生。
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1665年,牛顿在剑桥大学获得了学士学位,并留在大学继续研究。同年,他发现了广义二项式定理,并开始发展一套新的数学理论,这就是后来为世人所熟知的微积分学。然而,1665年6月,伦敦爆发了大瘟疫,剑桥大学为了预防疫情关闭,牛顿不得不回到家乡伍尔索普村。在接下来的两年里,牛顿在家中继续进行科学研究,这段时间被称为他的“奇迹年”。
在这两年中,牛顿不仅进一步发展了微积分学,还对光学和万有引力定律进行了深入研究。他利用三棱镜将白光分解成七色光谱,揭示了白光是由多种颜色的光混合而成的。这一发现不仅解释了彩虹的形成机制,还为光谱分析技术的发展奠定了基础。此外,牛顿还提出了万有引力定律
三、政治生涯
1667年3月,艾萨克·牛顿回到剑桥大学,继续在巴罗教授的指导下进行研究。他在自己的房间后面设立了一个实验室,这里成了他进行各种实验和研究的场所。牛顿在这里制成了一台放大40倍的反射望远镜,能够清楚地看到木星的四个卫星。这项发明不仅展示了他在光学领域的卓越才能,还为后来的天文观测提供了重要工具。此外,牛顿还在数学上提出了非线性方程的解法,这一成果为他赢得了学术界的关注。
牛顿的专注和勤奋在朋友们中间传为佳话。据说,有一次他煮鸡蛋时,竟然误将怀表当作鸡蛋放入锅中煮了。这些趣闻轶事不仅展现了牛顿的幽默感,也反映了他对待科学研究的认真态度。
1669年10月29日,26岁的牛顿在巴罗教授的推荐下,接替巴罗成为第二位“卢卡斯数学教授席位”的拥有者。这一职位使他能够在剑桥大学继续进行深入的科学研究,并且在学术界崭露头角。牛顿担任这一职务长达26年,直到53岁。
1672年,牛顿被推选为伦敦皇家学会会员。为了表达谢意,他向学会干事巴格提交了一篇关于光色来源的论文,提出光是与以太相互作用产生的高速度粒子流。这篇论文是牛顿公开发表的第一篇科学论文,刊载于《皇家学会哲学杂志》上。然而,牛顿的这一论点与皇家学会创始人之一、科学家罗伯特·胡克倡导的波动说产生了冲突,引发了一场激烈的学术争论。波动说认为光是以太的纵向振动,振动频率决定光色,这一观点不久又得到了荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯的支持。这场关于光的本性的争论持续了很长时间,直到20世纪才以光的波粒二象性为结论告一段落。牛顿对这场争论感到厌倦,曾在写给朋友的信中抱怨道:“因为我发表了先前的论文,引起了许多非议,使我精神上受到沉重打击。我失去了平静而有意义